【摘 要】
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开关磁阻电机结构简单坚固,调速性能优良,在整个调速范围内均能保证较高的效率,同时还具有成本低、可控性高等特点,目前已经广泛应用于电力传动、航空工业以及家用电器等领域
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开关磁阻电机结构简单坚固,调速性能优良,在整个调速范围内均能保证较高的效率,同时还具有成本低、可控性高等特点,目前已经广泛应用于电力传动、航空工业以及家用电器等领域。但是开关磁阻电机本身特有的双凸极结构导致电机运行时转矩脉动大、电机振动,大大限制了开关磁阻电机的进一步发展。本文对开关磁阻电机转矩脉动的抑制策略进行了研究。本文首先介绍了开关磁阻电机转矩脉动抑制的研究现状,介绍了开关磁阻电机的基本原理和数学模型,分析了开关磁阻电机转矩脉动产生的原因和现有的抑制策略。针对现有的转矩分配函数控制策略在单相导通区的控制存在滞后性的问题,研究线性转矩分配函数的系数对转矩脉动的抑制效果,提出了改进线性转矩分配函数控制策略,该策略通过预先定义转矩分配函数,根据反馈的总转矩值利用函数合理分配各相的转矩值,使得电机的总输出转矩保持平滑。设计了基于平均转矩控制的开关磁阻电机调速系统,实现转矩脉动抑制和转矩调速的功能。本文基于MATLAB/Simulink软件对开关磁阻电机及控制器进行建模仿真,搭建基于平均转矩控制的开关磁阻电机调速系统,设计了以STM32为核心的开关磁阻电机控制器,建立开关磁阻电机驱动系统测试平台。实测结果显示,采用改进线性转矩分配函数控制策略后电机的转矩脉动降为8N.m,比抑制前降低25%。本论文提出的基于平均转矩控制的开关磁阻电机调速系统在电机高速运行时可以有效地实现转矩脉动的抑制和转矩调速。
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